DE202013006171U1

DE202013006171U1 - Fußboden

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Publication number: DE202013006171U1
Application number: DE202013006171U
Authority: DE
Original assignee: IPB INDUSTRIEFUSSBODEN PLANUNG BERATUNG GmbH
Current assignee: IPB INDUSTRIEFUSSBODEN PLANUNG BERATUNG GmbH
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2013-10-01
Anticipated expiration: 2023-07-10

Abstract

Bodenkonstruktion, umfassend a) eine Hartstoffkornschicht, welche Hartstoff, Zement und ggf. ein Harz umfasst, b) eine erste Grundierung umfassend wenigstens ein Harz, c) eine zweite Grundierung umfassend wenigstens ein Harz und einen Hartstoff, und optional d) einen Deckbelag.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenkonstruktion, die beispielsweise als Industriefußboden verwendet werden kann. Die Bodenkonstruktion umfasst eine vergütete Hartstoffkornschicht sowie eine erste und eine zweite Grundierung, welche beide wenigstens ein Harz umfassen. Optional kann als oberste Schicht ein Deckbelag auf die zweite Grundierung aufgebracht werden.
Fußböden für Industriebauten, beispielsweise für Fertigungshallen, bestehen oftmals aus einer Beton-Bodenkonstruktion, welche eine Hartstoffschicht zur Erhöhung der Abriebfestigkeit aufweist. Zur Herstellung der Hartstoffschicht wird ein Hartstoffgemisch aus Zement und Hartstoff, z. B. Kies, als Zuschlag trocken oder mit Wasser zu einer plastischen Mischung gemischt und dann auf den Betonboden aufgetragen. Das trockene Gemisch saugt Feuchtigkeit aus dem Beton, das feuchte Gemisch transportiert Feuchtigkeit in den Beton und härtet dann aus. Allerdings treten bei Hartstoffschichten, die mit dieser Vorgehensweise hergestellt werden, oftmals Matrixrisse auf. Diese Risse entstehen insbesondere in Anwesenheit von Feuchtigkeit und sind insbesondere nach Abrieb der obersten Feinstschicht zu erkennen. Auch bei einer optimalen Nachbehandlung des Bodens, z. B. nach Überfluten des Bodens mit Wasser, treten diese Matrixrisse auf.
Wird diese Hartstoffschicht mit einer dampfdiffusionsdichten Schicht überdeckt, kann ein osmotischer Effekt eintreten. Unter Osmose versteht man das Hindurchwandern von Flüssigkeiten als Folge einer Diffusion durch eine semipermeable Schicht, die zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Konzentrationen an gelösten Stoffen trennt und die nur für die Flüssigkeit, nicht aber für den gelösten Stoff durchlässig ist. Die wesentlichen Faktoren für das Auftreten von Osmose in Fußböden sind

a) eine Temperaturdifferenz zwischen dem Untergrund und der Oberfläche des Fußbodens,
b) Anwesenheit von Wasser, zumeist in Form von Feuchtigkeit, und
c) eine semipermeable Schicht.

Durch Osmose kann ein Ausgasen bzw. Blasenbildung an der Oberfläche bei einer dünnen Oberflächenvergütung verursacht werden. Eine Oberfläche mit aufgeplatzten Blasen ist für den Abnehmer jedoch zumeist inakzeptabel.
Um Osmose und damit eine Feuchtigkeitswanderung mit anschließender Blasenbildung zu verhindern, kann eine Sperrschicht nach DIN18195 unterhalb des gesamten Industriefußbodens aufgebracht werden. Eine solche Sperrschicht ist jedoch aufwändig und teuer und bei schon hergestellten Industriefußböden bei einer späteren Sanierung nicht mehr herstellbar.
Zudem können weitere Deckschichten als rissüberbrückende Schichten, beispielsweise aus Harz, aufgebracht werden. Solch eine Deckschicht dürfte die Risse der darunter liegenden Schicht nicht übernehmen, so dass die Risse verdeckt sind. Allerdings ist die Stabilität und insbesondere die Abriebfestigkeit dieser rissüberbrückenden Deckschichten oftmals nicht ausreichend, um den täglichen mechanischen Beanspruchungen durch z. B. Flurförderfahrzeuge standzuhalten. Dies führt zu einer stetigen Abtragung der Deckschicht und letztendlich zur Freilegung der darunter gebildeten Risse.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostengünstige Bodenkonstruktion bereitzustellen, bei welcher eine verringerte oder keine Rissbildung und keine Schäden durch Osmose auftreten und welche außerdem ständigen mechanischen Beanspruchungen standhält.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bodenkonstruktion, umfassend:

a) eine vergütete Hartstoffkornschicht, welche Hartstoff, Zement und gegebenenfalls ein Harz umfasst,
b) eine erste Grundierung, welche wenigstens ein Harz umfasst,
c) eine zweite Grundierung, welche wenigstens ein Harz und einen Hartstoff umfasst, und optional
d) einen Deckbelag.

Die erfindungsgemäße Bodenkonstruktion kann beispielsweise ein Teil eines Gesamtbodenaufbaus umfassend eine Beton-Bodenkonstruktion und die Bodenkonstruktion der vorliegenden Erfindung sein. Der erfindungsgemäße Aufbau führt zu insgesamt verringerter Rissbildung und insbesondere dazu, dass an der Oberfläche des Bodens wenige bis keine Risse zu sehen sind. Zusätzlich wird durch die hohe Stabilität, insbesondere hohe Abriebfestigkeit der zweiten Grundierung umfassend Hartstoffe ein Abrieb der Oberfläche verhindert. Somit wird auch vermieden, dass durch Abrieb Risse sichtbar werden, welche sich möglicherweise dennoch in den darunter liegenden Schichten der Bodenkonstruktion gebildet haben.
Die erfindungsgemäße Bodenkonstruktion umfasst eine vergütete Hartstoffkornschicht, welche Hartstoff, Zement und gegebenenfalls ein Harz umfasst. Vorzugsweise wird zur Bildung der vergüteten Hartstoffkornschicht ein Hartstoffgemisch verwendet, welches Hartstoffe, Zement und gegebenenfalls ein Harz umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die vergütete Hartstoffkornschicht Zement, Hartstoff und Harz und kann daneben, je nach Anwendung, noch weitere Stoffe enthalten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die vergütete Hartstoffkornschicht aus Zement, Hartstoff und Harz.
Die in der erfindungsgemäßen vergüteten Hartstoffkornschicht enthaltenen Hartstoffe umfassen vorzugsweise Quarz und weitere Hartzusätze. Der Anteil an Hartstoff, insbesondere Quarz beträgt üblicherweise 50 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 80 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Bestandteile der vergüteten Hartstoffkornschicht.
Der Anteil an Zement in der vergüteten Hartstoffkornschicht beträgt vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%, bevorzugt mindestens 12 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 15 Gew.-%, insbesondere bis zu 23 Gew.-%, bevorzugt bis zu 20 Gew.-% Zement, basierend auf dem Gesamtgewicht der Bestandteile der vergüteten Hartstoffkornschicht.
Vorzugsweise ist in der erfindungsgemäßen vergütetenden Hartstoffkornschicht ein Harz enthalten. Als Harz wird vorzugsweise ein Reaktionsharz, insbesondere als trockenes Pulver verwendet.
Bei dem Harz handelt es sich bevorzugt um Epoxidharz oder um Polyurethanharz. Ein geeignetes Epoxidharz basiert beispielsweise auf Bisphenol A, F und/oder Epichlorhydrin, welche mit aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder araliphatischen Diaminen gehärtet werden. Ein geeignetes Polyurethanharz basiert beispielsweise auf Polyether/esterdiolen, welche mit einem Gemisch aus monomerem und polymerem Diphenylmethandiisocyanat gehärtet werden.
Die Menge des Harzes in der vergüteten Hartstoffkornschicht beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% und bevorzugt 0,5 bis 2 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Bestandteile der Hartstoffkornschicht.
Die vergütete Hartstoffkornschicht kann auf eine Beton-Bodenkonstruktion aufgebracht werden. Das vergütete Hartstoffgemisch wird vorzugsweise in trockener Form, z. B. als Trockengemisch aufgebracht. Hierzu werden bevorzugt Dosiergeräte eingesetzt, die eine gleichmäßige Schichtdicke gewährleisten.
Das Trockengemisch saugt nach dem Auftragen Feuchtigkeit aus den darunter liegenden Betonschichten. Zusätzlich kann in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit Wasser oder/und ein Nachbehandlungsmittel aufgesprüht werden. Dies führt zur Hydratation des Zements und zur Aushärtung der vergüteten Hartstoffkornschicht.
Bei der erfindungsgemäßen Bodenkonstruktion weist die vergütete Hartstoffkornschicht vorzugsweise eine Dicke von 0,5 bis 15 mm, insbesondere von 0,5 bis 5 mm auf. Bevorzugt weist die vergütete Hartstoffkornschicht eine Dicke von 1 bis 2 mm auf.
Auf der vergüteten Hartstoffkornschicht ist eine erste Grundierung angeordnet. Bevor die erste Grundierung aufgetragen wird, sollte ca. 1–3 Wochen gewartet werden, damit die Hartstoffkornschicht gründlich aushärten kann. Vor der weiteren Bearbeitung darf die Oberflächenrestfeuchte max. 5% betragen.
Zur weiteren Verbesserung der erfindungsgemäßen Bodenkonstruktion wird vor dem Aufbringen der ersten Grundierung auf die vergüteten Hartstoffkornschicht die Oberfläche der vergüteten Hartstoffkornschicht vorzugsweise aufgeraut. Hierfür kann die Hartstoffkornschicht z. B. bis zu einer teilweisen Freisetzung der in der Hartstoffkornschicht enthaltenen Hartstoffe abgestrahlt werden. Bei dem Abstrahlen wird das weiche Material aus den Zwischenräumen, insbesondere der Zement, zwischen den Hartstoffen entfernt. So kann der Hartstoff nach dem Abstrahlen der vergüteten Hartstoffkornschicht 60 bis 80% der Hartstoffkornschicht-Oberfläche ausmachen. Durch dieses Aufrauen kann ein besserer Verbund der Hartstoffkornschicht mit der im Anschluss darauf aufgebrachten ersten Grundierung erhalten werden, indem die Grundierung nicht in das Porengefüge eindringt und so eine Verbindung herstellt, sondern sich mit der freigelegten Hartstoffkorn-Oberfläche verbindet.
Zur Aufrauhung der Hartstoffkornschicht wird diese insbesondere um 0,1 bis 1 mm, bevorzugt um 0,1 bis 0,7 mm, am stärksten bevorzugt um 0,3 mm abgestrahlt.
Die erste Grundierung umfasst ein Harz. Daneben können weitere Bestandteile, z. B. Bestandteile, die die Festigkeit der Schicht erhöhen, enthalten sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind in der ersten Grundierung keine weiteren Bestandteile enthalten, sodass die erste Grundierung aus Harz besteht.
Bei dem Harz der ersten Grundierung kann es sich um dasselbe Harz wie in der Hartstoffkornschicht handeln. Es kann jedoch auch ein anderes Harz verwendet werden. Bevorzugt handelt es sich bei dem Harz der ersten Grundierung um ein Reaktionsharz, insbesondere um ein Epoxidharz oder um ein Polyurethanharz. Stärker bevorzugt handelt es sich bei dem Harz der ersten Grundierung um ein Polyurethanharz.
Die erste Grundierung gemäß der Erfindung weist insbesondere eine Schichtdicke von 0,2 bis 10 mm, bevorzugt von 0,3 bis 1,0 mm, stärker bevorzugt von 0,4 bis 0,8 mm, am stärksten bevorzugt von 0,6 mm auf.
Dadurch, dass die erste Grundierung hauptsächlich aus Harz mit rissüberbrückenden Eigenschaften besteht, weist sie eine gewisse Flexibilität auf, wodurch eventuell auftretende Risse (bis zu 0,2 mm) in den darunter liegenden Schichten von der ersten Grundierung übernommmen werden können.
Des Weiteren ist die erste Grundierung insbesondere vollflächig und sorgt für eine Abdichtung der Hartstoffkornschicht, so dass keine Osmose stattfinden kann. Aufgrund der Abdichtung durch die erste Grundierung können keine osmotischen Prozesse zwischen den darunter liegenden Schichten und der Atmosphäre stattfinden, wodurch das Auftreten von Blasen in der Harzschicht und Rissen, insbesondere Schwindrissen in der Hartstoffkornschicht, stark verringert und vorzugsweise vollständig verhindert wird. Eine Wanderung von Feuchtigkeit in den Schichten wird folglich durch die erste Grundierung unterbunden.
Es wurde festgestellt, dass normalerweise, abhängig vom Zement, nach 28 Tagen Aushärtungs- und Trocknungszeit weitestgehend alle Schwindprozesse abgeschlossen sind. Allerdings wird seit geraumer Zeit häufiger beobachtet, dass immer wieder Schwindrisse auch nach einem Zeitraum von mehr als 28 Tagen auftreten. Dies kann mit sehr großer Wahrscheinlichkeit nur auf die Beschaffenheit des Zements zurückgeführt werden. Dieser Zement scheint auf Grund veränderter Herstellungsverfahren offensichtlich andere Trocknungs-/Reaktionseigenschaften aufzuweisen, so dass es auch nach einem Zeitraum von mehr als 28 Tagen zu Schwinderscheinungen kommen kann, sogenanntes Langzeitschwinden. Dies ist besonders an der Oberfläche so hergestellter Industriefußböden in Form von Matrixrissen sichtbar.
Durch das Aufbringen einer abdichtenden Schicht wie die erfindungsgemäße erste Grundierung können die Prozesse wie das Langzeitschwinden mit einer Matrixrissbildung verhindert werden.
Es ist wichtig, dass die erfindungsgemäße erste Grundierung nicht abgestreut wird, da sonst aufgrund der entstehenden Porosität durch die Abstreuung ein Gasaustausch zwischen den darunter liegenden Schichten und der Atmosphäre ermöglicht werden würde. Auch durch ein Abstrahlen der ersten Grundierung könnte der Effekt der „Abdichtung” verloren gehen, weshalb die erste Grundierung auch nicht abgestrahlt werden sollte.
Die Menge an Harz in der ersten Grundierung beträgt insbesondere 300 bis 1200 gr/m², bevorzugt 600 bis 800 gr/m², stärker bevorzugt 700 gr/m². Dadurch kann eine Festigkeit der ersten Grundierung von ca. 10 bis 50 N/mm², insbesondere von 30 bis 40 N/mm² erreicht werden.
Eine solche erste Grundierung alleine erfüllt oftmals nicht die Anforderungen hinsichtlich mechanischer Belastungen, wie z. B. durch Schwerlastfahrzeuge, Lagerregale, Arbeitsmaschinen und dergleichen. Vielmehr würde eine solche Harzschicht ständig durch diese Belastungen abgerieben. Außerdem würde eine stetige Abtragung der ersten Grundierung den gewünschten abdichtenden Effekt im Laufe der Zeit aufheben und die Feuchtigkeit aus den unteren Schichten könnte wieder an die Oberfläche wandern.
Aus diesem Grund ist auf der erfindungsgemäßen ersten Grundierung eine zweite Grundierung angeordnet, welche wenigstens ein Harz und einen Hartstoff enthält. Durch den zusätzlich enthaltenen Hartstoff kann die zweite Grundierung mechanischen Belastungen besser standhalten. Dadurch wird ein Abrieb der Oberfläche verhindert. Falls in den darunter liegenden Schichten Risse entstanden sind, bleiben diese verborgen und sind an der Oberfläche nicht sichtbar.
Die erfindungsgemäße zweite Grundierung sollte vorzugsweise innerhalb von 24 Stunden auf die erste Grundierung aufgetragen werden. Dadurch, dass die zweite Grundierung bereits auf die erste Grundierung aufgetragen wird, wenn diese noch nicht vollständig ausgehärtet ist, kann ein verbesserter Verbund zwischen der ersten und der zweiten Grundierung erzielt werden. In diesem Fall kann es zwischen den beiden Grundierungen zu chemischen und physikalischen Vernetzungen kommen, welche den Verbund zwischen beiden Grundierungen verstärken.
Die erfindungsgemäße zweite Grundierung umfasst wenigstens ein Harz und Hartstoff. Daneben können weitere Bestandteile enthalten sein, um der zweiten Grundierung gegebenenfalls weitere gewünschte Eigenschaften zu verleihen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind in der zweiten Grundierung keine weiteren Bestandteile enthalten, sodass die zweite Grundierung aus Harz und Hartstoff besteht.
Bei dem Harz der zweiten Grundierung kann es sich um dasselbe Harz wie in der Hartstoffkornschicht oder/und in der ersten Grundierung handeln. Es kann jedoch auch ein anderes Harz verwendet werden.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Harz der zweiten Grundierung um ein Reaktionsharz. Stärker bevorzugt handelt es sich bei dem Harz der zweiten Grundierung um Polyurethanharz.
Die Menge an Harz in der erfindungsgemäßen zweiten Grundierung liegt vorzugsweise im Bereich von 200 bis 1000 gr/m², bevorzugt bei 400 bis 600 gr/m² und am stärksten bevorzugt bei 500 gr/m².
Die zweite Grundierung dient insbesondere zum Schutz vor Abrieb durch mechanische Belastungen. Die zweite Grundierung umfasst deshalb neben dem Harz noch einen Hartstoff, der auf die Höhe der mechanischen Beanspruchung durch die gewählte Zusammensetzung abgestimmt sein sollte. Bevorzugt wird der Hartstoff durch Abstreuen der zweiten Grundierung eingebracht. Allerdings sollte der Zeitpunkt zur Auftragung der zweiten Grundierung so gewählt werden, dass ein Absinken des Hartstoffes aus der zweiten Grundierung in die erste Grundierung nicht stattfinden kann.
Die Abstreuung findet vorzugsweise mit einer Gesteinskörnung (Sieblinie 0,4–0,8 mm) von 1 mm statt.
Damit die zweite Grundierung eine ausreichende Stabilität bzw. Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen aufweist, sollte die Menge an Hartstoff in der zweiten Grundierung 0,2 bis 2,0 kg/m², bevorzugt 0,8 bis 1,5 kg/m² betragen.
Bei dem Hartstoff handelt es sich vorzugsweise um Quarz sowie weitere Zusatzstoffe (Hartzusätze) zur Erhöhung der Abriebfestigkeit in geringen Mengen, bespielswiese von 0,1 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 1 Gew.-% basierend auf dem Gesamtgewicht der Bestandteile des gesamten Abstreumaterials.
Die zweite Grundierung gemäß der Erfindung weist inkl. der Abstreuung insbesondere eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 3 mm, bevorzugt von 0,3 bis 2,0 mm und stärker bevorzugt von 1,5 mm auf. Abhängig von der Schichtdicke und der Menge an eingebrachtem Hartstoff können Festigkeiten von ca. 30 bis 60 N/mm², bevorzugt von 40 bis 50 N/mm² erreicht werden.
Die zweite Grundierung kann eine vollflächige Grundierung sein.
Der erfindungsgemäße Aufbau umfasst zwei unterschiedliche Grundierungsschichten. Davon weist eine einen abdichtenden Effekt und die andere eine hohe Widerstandsfähigkeit auf. Dadurch wird ermöglicht die Grundierungen mit relativ geringen Schichtdicken bereitzustellen. Dies erlaubt eine kostengünstige Bereitstellung einer Bodenkonstruktion, bei welcher eine verringerte oder keine Rissbildung an der Oberfläche auftritt und welche außerdem ständigen mechanischen Beanspruchungen standhält.
Nach etwa einem Tag kann die zweite Grundierung abgesaugt werden. Dabei werden alle nicht eingebundenen Hartstoffe von der Oberfläche entfernt.
Des Weiteren spielt die Griffigkeit und Widerstandsfähigkeit von Fußböden oftmals eine entscheidende Rolle. Aus diesem Grund kann die zweite Grundierung an der Oberfläche abgeschliffen werden. Hierbei werden die herausragenden Hartstoffkornspitzen angeschliffen. Durch dieses Anschleifen kann einerseits die Griffigkeit bis zu Rutschsicherheitsklassen von R11, R12, R13 und R14 erhöht werden. Andererseits wird auch erreicht, dass es bei mechanischen Beanspruchungen zu einem Abrieb bei z. B. den Rädern von Lastfahrzeugen kommt und nicht der Bodenbelag abgetragen wird.
Durch die Abschleifung werden die Spitzen der Hartstoffbestandteile der zweiten Grundierung an der Oberfläche teilweise abgetragen, jedoch nicht aus der Schicht entfernt. Dadurch entsteht eine Glättung der Oberfläche der zweiten Grundierung, wobei die Hartstoffbestandteile (z. B. Quarz) teilweise in der ausgehärteten zweiten Grundierung verankert sind und auch teilweise an der Oberfläche herausragen. Damit dieser Effekt möglichst effizient erzielt wird, wird die zweite Grundierung vorzugsweise um etwa 0,1 bis 0,3 mm abgeschliffen.
Durch die Rauigkeit der Oberfläche der zweiten Grundierung kommt es vermehrt zu Gummi-Abrieb der Fahrzeuge, die auf dem Boden fahren bzw. rangieren. Dies kann zu sichtbaren Gummi-Abrieben, auch bekannt als ”Bremsstreifen”, führen, welche optisch nicht erwünscht sind. Aus diesem Grund kann auf die erfindungsgemäße zweite Grundierung bei Bedarf gegebenenfalls eine weitere Schicht, welche als Deckbelag bezeichnet wird, aufgetragen werden. Diese dient hauptsächlich zur optischen Verbesserung des Bodens und kann den jeweiligen optischen Anforderungen angepasst werden. Des Weiteren ist der Boden durch das Auftragen des Deckbelages leichter zu reinigen.
Dadurch, dass der Deckbelag nur mit einer sehr geringen Schichtdicke aufgteragen wird, ragen weiterhin angespitzte Hartstoffe an der Oberfläche hervor. Diese bilden die Hauptkontaktfläche zu den darauf stattfindenden Belastungen, wie z. B. Reifen. Die Hartstoffkörner haben eine höhere Festigkeit als z. B. der Gummi von Reifen, weshalb vor allem ein Verschleiß an den Reifen und nicht an der Oberfläche des Deckbelags zu beobachten ist.
Der Deckbelag umfasst unter anderem wenigstens ein Harz. Bei dem Harz kann es sich um dasselbe Harz wie in der Hartstoffkornschicht, in der ersten Grundierung oder/und zweiten Grundierung handeln. Es kann jedoch auch ein anderes Harz verwendet werden. Zusätzlich kann der Deckbelag noch weitere Bestandteile enthalten, z. B. um die Feuchtigkeit oder/und Widerstandsfähigkeit der Schicht zu erhöhen.
Die Menge des Deckbelages, welcher ggf. auf die zweite Grundierung aufgebracht wird, kann 0,1 bis 0,7 kg/m², bevorzugt 0,3 kg/m² betragen.
Der Deckbelag gemäß der Erfindung weist somit vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 bis 0,3 mm und bevorzugt 0,2 bis 0,25 mm auf.
Die Dicke des Deckbelages sollte vorzugsweise nicht größer sein als der aus der Oberfläche herausragende Teil der Hartstoffe der zweiten Grundierung. Der Deckbelag dient insbesondere dazu, Zwischenräume zwischen den an der Oberfläche der zweiten Grundierung herausragenden Hartstoffen aufzufüllen. Eine vollständige Abdeckung und somit die Bildung einer glatten Oberfläche ist zwar möglich, zumeist aber nicht gewünscht. Nach Auftragen des Deckbelags soll die Oberfläche immer noch einen gewissen Rauigkeitsgrad aufweisen, welcher durch die herausragenden Hartstoffteile (z. B. Quarz) erhalten wird.
Die erfindungsgemäße Bodenkonstruktion kann z. B. auf Betonboden-Konstruktionen aufgebracht werden. Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Bodenkonstruktion auf Beton-Bodenkonstruktionen, wie sie in dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 298 14 420 beschrieben werden, aufgebracht. In dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 298 14 420 werden Beton-Bodenkonstruktionen beschrieben, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Tragbetonschicht auf einem Unterbau eingebaut ist, sowie mit einer zweiten bewehrten Nutzbetonschicht, die im Wesentlichen gleitfrei auf und im Verbund mit der ersten Tragbetonschicht eingebaut ist. Hierbei ist die Festigkeit der zweiten Nutzbetonschicht größer als die der ersten Tragbetonschicht.
Durch eine hinreichend raue Oberfläche der ersten Betonschicht wird verhindert, dass die zweite Betonschicht auf der ersten Betonschicht gleitet. Infolge der behinderten Verformung entstehen in der zweiten Betonschicht Zwangsspannungen, die durch Risse in der zweiten Betonschicht abgebaut werden. Diese Risse bilden sich in der zweiten Betonschicht als sog. Reflexionsrisse aus: Wegen der höheren Festigkeit der zweiten Betonschicht würde sich dort bei ungehinderter Längenänderung ein größerer Rissabstand als in der ersten Betonschicht einstellen. Die behinderte Längenänderung der zweiten Betonschicht führt jedoch dazu, dass die zweite Betonschicht an den Rissstellen der ersten Betonschicht reißt, da dort die Schwachzonen in dem Gesamtgefüge aus erster und zweiter Betonschicht sind. Der Rissabstand in der zweiten Betonschicht entspricht demnach im Wesentlichen dem Rissabstand in der ersten Betonschicht. Die Gesamtlängenänderung der zweiten Betonschicht beim Aushärten verteilt sich im Wesentlichen gleichmäßig auf die Risse in der zweiten Betonschicht. Weil aber wegen des zwangsweise verkürzten Rissabstands in der zweiten Betonschicht die Gesamtzahl der darin entstehenden Risse größer als im Fall einer unbehinderten Längenänderung der zweiten Betonschicht ist, ist die Rissbreite jedes einzelnen Risses kleiner als im Falle der unbehinderten Längenänderung.
Die Bewehrung wird nur als obere Lage bzw. bei einer notwendigen zweilagigen Ausführung mit einer Differenz zwischen der oberen und unteren Bewehrungslage von ca. 3 bzw. ca. 5 cm²/m in der zweiten Betonschicht ausgebildet, so dass in der zweiten Betonschicht ein Biegemoment durch die einwirkende Zugkraft und dem Hebelarm zur oberen Bewehrungslage entsteht, das die Tendenz hat, an der Unterseite der zweiten Betonschicht die Risse zu verbreitern, und das an der Oberseite der zweiten Betonschicht zumindest zu deutlich reduzierten Zugspannungen, insbesondere sogar zu Druckspannungen führt. Nach oben hin werden die Reflexionsrisse in der zweiten Betonschicht durch dieses Biegemoment geschlossen, was letztlich zu einer weitestgehend fugenfreien und zugrissfreien Oberfläche der Beton-Bodenkonstruktion führt.
Da für die erste Betonschicht vergleichsweise geringe Rissabstände erwünscht sind, um die Rissbreite in der zweiten Betonschicht gering halten zu können, kann insbesondere für die erste Betonschicht ein ”schlechter” Beton relativ geringer Festigkeit verwendet werden, der entsprechend kostengünstig ist. Obwohl die zweite Betonschicht eine höhere Festigkeit als die erste Betonschicht haben soll, kann auch für die zweite Betonschicht ein immer noch preiswerter Beton mit vergleichsweise geringer Festigkeit verwendet werden. Im Hinblick auf eine bestmögliche Fugenfreiheit an der Oberfläche bei gleichzeitig kostengünstiger Fertigung und hoher Tragfähigkeit der Beton-Bodenkonstruktion hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Festigkeit der zweiten Betonschicht mindestens das zweifache, besser mindestens das dreifache, am besten mindestens das vierfache der Festigkeit der ersten Betonschicht beträgt.
Für einen geringen Rissabstand in der ersten Betonschicht und eine entsprechend geringe Rissbreite in der zweiten Betonschicht wird empfohlen, dass die Festigkeit der ersten Betonschicht derart ist, dass der mittlere Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Zugrissen in der ersten Betonschicht weniger als 1 m, besser weniger als 75 cm, am besten etwa 10 bis 50 cm beträgt.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Festigkeit der ersten Betonschicht 4 bis 7 N/mm², besser 5 bis 6 N/mm² und ihre Dicke 10 bis 14 cm, besser 11 bis 13 cm, am besten etwa 12 cm beträgt und dass die Festigkeit der zweiten Betonschicht 25 bis 35 N/mm², besser 27 bis 32 N/mm², am besten etwa 30 N/mm² beträgt und ihre Dicke 14 bis 20 cm, besser 15 bis 19 cm, am besten etwa 16 bis 18 cm beträgt.
Um sicherzustellen, dass die zweite Betonschicht bei ihrer Aushärtung auf der ersten Betonschicht nicht gleitet, wird empfohlen, dass die Oberflächenrauigkeit der ersten Betonschicht mindestens der Rutschsicherheitsklasse 9 gemäß Unfallverhütungsvorschrift (UVV) ZH 1/571, besser mindestens der Rutschsicherheitsklasse 10, am besten einer der Rutschsicherheitsklassen 11 bis 14 entspricht. Gewünschtenfalls kann die erste Betonschicht auf ihrer Oberseite einer Aufrauungsbehandlung unterzogen werden, bevor die zweite Betonschicht eingebaut wird. Beispielsweise kann die zweite Betonschicht gefegt werden oder mit einer Fräse oder einer Kehrmaschine bearbeitet werden.
Die zweite Betonschicht kann frühestens nach 2 Wochen Wartezeit aufgebracht werden, wobei die erste Schicht vor den weiteren Betonarbeiten ausreichend vorzuwässern ist.
Die zweite Betonschicht kann mit einer Stab- oder Mattenbewehrung versehen sein, was unter Kostengesichtspunkten insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn die zweite Betonschicht eine relativ große Dicke, beispielsweise etwa 18 cm, besitzt. Um zur Oberseite der zweiten Betonschicht hin eine hinreichende Minderung der Zugspannungen zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Bewehrung eine Bewehrungslage umfasst, welche bezogen auf eine Schichtmittelebene der zweiten Betonschicht zu deren Oberseite hin versetzt ist. Aus Korrosionsschutzgründen empfiehlt es sich, dass die Bewehrungslage von der Oberseite der zweiten Betonschicht her gesehen wenigstens einige Zentimeter, vorzugsweise etwa 3 Zentimeter, tief in der zweiten Betonschicht versenkt angeordnet ist.
Zugleich können hierdurch zu starke Druckspannungen an der Oberseite der zweiten Betonschicht vermieden werden, die zu einem Zerbröseln der zweiten Betonschicht an ihrer Oberseite führen könnten. Eine kostengünstige Lösung, die zudem einen geringen Montageaufwand erfordert, sieht vor, dass die Bewehrung eine einzige Bewehrungslage umfasst. Bei einer Schichtdicke der zweiten Betonschicht von etwa 18 cm und der ersten Betonschicht von etwa 12 cm hat sich eine Bewehrungsstärke dieser einzigen Bewehrungslage von 3 bis 7 cm²/m, besser 4 bis 6 cm²/m, am besten etwa 5 cm²/m als günstig erwiesen.
Alternativ kann die Bewehrung zwei, ggf. auch mehrere im Abstand übereinander angeordnete Bewehrungslagen umfassen. Eine gleichmäßige Reduktion der Zugspannungen zur Oberseite der zweiten Betonschicht hin kann dadurch erreicht werden, dass die obere der beiden Bewehrungslagen eine größere Bewehrungstärke als die untere besitzt. Bei den vorstehend angegebenen Dicken der beiden Betonschichten sollte die Differenz der Bewehrungsstärken der beiden Bewehrungslagen vorzugsweise 3 bis 7 cm²/m, besser 4 bis 6 cm²/m, am besten etwa 5 cm²/m betragen, um nicht zu starke Druckspannungen an der Oberseite der zweiten Betonschicht hervorzurufen.
Es empfiehlt sich eine Nachbehandlung der zweiten Betonschicht, indem diese während mindestens eines Teils ihrer Aushärtezeit mit einem Flüssignachbehandlungsmittel abgedeckt wird. Die zweite Betonschicht härtet so nach unten hin aus, was die Rissbildungsneigung an ihrer Oberseite weiter reduziert. Die erste Betonschicht wird vor dem Einbau der zweiten Betonschicht vorzugsweise mindestens 14 Tage, besser mindestens 25 Tage, am besten etwa 28 Tage ausgehärtet, damit bei Einbau der zweiten Betonschicht die Schwindvorgänge der ersten Betonschicht zumindest weitestgehend abgeklungen sind.
Es hat sich gezeigt, dass auf der ersten Betonschicht häufig der komplette Baustellenverkehr abgewickelt werden kann und die erste Betonschicht durch Betonfahrzeuge, Betonpumpen, Lastkraftwagen, Staplerfahrzeuge, Hubbühnen und dergleichen in der Regel nicht so stark beansprucht wird, dass an der ersten Betonschicht Defekte entstehen. Da die Belastungen aus dem Baustellenverkehr häufig höher als die Belastungen aus der späteren Nutzung sind, kann die erste Betonschicht als Montageebene benutzt werden und die Zeit vor dem Einbau der zweiten Betonschicht dazu genutzt werden, die aufzustellenden Bauten, etwa industrielle Fertigungshallen, bereits zumindest in ihren Grundzügen auf der ersten Betonschicht zu errichten. Auf diese Weise lassen sich die Errichtungszeiten für derartige Bauten kurzhalten.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bodenkonstruktion ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Bodenkonstruktion auf einer Beton-Bodenkonstruktion, umfassend:

a) eine auf einem Unterbau eingebaute erste Tragbetonschicht (TBS), welche eine Schichtdicke von 100–120 mm aufweist,
b) eine im wesentlichen gleitfrei auf und im Verbund mit der ersten Tragbetonschicht bewehrte zweite Nutzbetonschicht (NBS), deren Festigkeit größer als die der ersten Tragbetonschicht ist, wobei die zweite Nutzbetonschicht eine Schichtdicke von 160–180 mm aufweist und eine obere Bewehrungslage enthält,
c) eine vergütete Hartstoffkornschicht auf der zweiten Nutzbetonschicht, wobei die vergütete Hartstoffkornschicht Hartstoff, Zement und gegebenenfalls ein Harz umfasst und wobei die Hartstoffkornschicht eine Schichtdicke von 1–2 mm aufweist, und wobei die Oberfläche der Hartstoffkornschicht um 0,1 bis 0,3 mm abgestrahlt ist,
d) eine auf der vergüteten Hartstoffkornschicht befindliche erste vollflächige Grundierung, welche wenigstens ein Harz umfasst und eine Schichtdicke von 0,3 bis 1,0 mm aufweist,
e) eine auf der ersten Grundierung befindliche zweite Grundierung, welche wenigstens ein Harz und einen Hartstoff umfasst und wobei die zweite Grundierung eine Schichtdicke von 1,2 bis 1,7 mm aufweist und nach dem Aushärten abgeschliffen wird.

Weiterhin kann eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen:
einen auf der zweiten Grundierung befindlichen Deckbelag umfassend wenigstens ein Harz, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckbelag eine Dicke von 0,2 bis 0,3 mm aufweist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert:
1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Bodenkonstruktion (1) auf einem Untergrund (2), z. B. eine Beton-Bodenkonstruktion. Die erste Schicht auf dem Untergrund (2) ist eine Hartstoffkornschicht (3), welche Hartstoffe (4), Zement (5) und gegebenenfalls ein Harz umfasst. Die Hartstoffkornschicht (3) weist, nachdem sie abgestrahlt wurde, eine Schichtdicke von 0,5 bis 15 mm auf. Auf der Hartstoffkornschicht (3) ist die erste Grundierung (6), welche wenigstens ein Harz umfasst, angeordnet. Die erste Grundierung (6) weist eine Schichtdicke von 0,2 bis 10 mm auf. Nachdem die erste Grundierung (6) fast vollständig ausgehärtet ist, wird vorzugsweise innerhalb von 24 Stunden die zweite Grundierung (7) darauf aufgebracht. Die zweite Grundierung (7) umfasst wenigstens ein Harz und einen Hartstoff (8), welcher durch Abstreuung aufgetragen wird und zumindest teilweise an der Oberfläche herausragt. Inklusive der Abstreuung weist die zweite Grundierung (7) eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 mm auf. Bei Bedarf kann die zweite Grundierung abgeschliffen werden. Optional ist auf der zweiten Grundierung (7) ein Deckbelag (9) angeordnet, dessen Schichtdicke von 0,1 bis 0,3 mm vorzugsweise nicht hoch genug ist, um alle herausragenden Hartstoffe (8) vollständig abzudecken. Die Hartstoffe (8) der zweiten Grundierung (7) sollten somit vorzugsweise auch nach Auftragen des Deckbelags (9) und nach dem Abschleifungsprozess weiterhin an der Oberfläche herausragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29814420 U [0055, 0055]

Claims

Bodenkonstruktion, umfassend a) eine Hartstoffkornschicht, welche Hartstoff, Zement und ggf. ein Harz umfasst, b) eine erste Grundierung umfassend wenigstens ein Harz, c) eine zweite Grundierung umfassend wenigstens ein Harz und einen Hartstoff, und optional d) einen Deckbelag.
Bodenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Grundierung eine Schichtdicke von 0,3 bis 1,0 mm, bevorzugt 0,4 bis 0,8 mm, stärker bevorzugt 0,6 mm aufweist.
Bodenkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Grundierung eine Schichtdicke von 0,3 bis 2,0 mm, bevorzugt 1,5 mm aufweist.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckbelag eine Schichtdicke von 0,1 bis 0,3 mm, bevorzugt von 0, 2 bis 0,25 mm aufweist.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffkornschicht eine Schichtdicke von 0,5 bis 5 mm, bevorzugt 1 bis 2 mm, aufweist.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartstoff in der Hartstoffkornschicht Quarz umfasst.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz in der Hartstoffkornschicht als Trockenpulver aufgebracht ist.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Harzes in der Hartstoffkornschicht 0,5 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 2 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Bestandteile der Hartstoffkornschicht, beträgt.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffkornschicht um 0,1 bis 0,7 mm, bevorzugt um 0,3 mm abgestrahlt ist.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Harz in der ersten Grundierung 300 bis 1200 gr/m², bevorzugt 600 bis 800 gr/m², stärker bevorzugt 700 gr/m², beträgt.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Harz in der zweiten Grundierung 200 bis 1000 gr/m², bevorzugt 500 gr/m², beträgt.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz in der Hartstoffkornschicht oder/und in der ersten Grundierung oder/und in der zweiten Grundierung ein Polyurethanharz oder ein Epoxidharz umfasst.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartstoff in der zweiten Grundierung Quarz und ggf. weitere Hartzusätze umfasst.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Grundierung mit einer Gesteinskörnung (Sieblinie 0,4–0,8 mm) von 1 mm abgestreut ist.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Hartstoffes in der zweiten Grundierung 0,2 bis 2,0 kg/m², bevorzugt 0,8 bis 1,5 kg/m² beträgt.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Grundierung abgeschliffen ist.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Grundierung um 0,1 bis 0,3 mm abgeschliffen ist.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zweite Grundierung 0,1 bis 0,7 kg/m², bevorzugt 0,3 kg/m², eines Deckbelags aufgebracht sind.
Bodenkonstruktion nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckbelag wenigstens ein Harz umfasst.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einer Beton-Bodenkonstruktion aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beton-Bodenkonstruktion eine erste auf einem Unterbau eingebaute Tragbetonschicht und eine zweite Nutzbetonschicht umfasst, wobei die zweite Nutzbetonschicht bewehrt ist und im wesentlichen gleitfrei auf und im Verbund mit der ersten Tragbetonschicht ist.
Bodenkonstruktion nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend a) eine auf einem Unterbau eingebaute erste Tragbetonschicht, welche eine Schichtdicke von 100–120 mm aufweist, b) eine im wesentlichen gleitfrei auf und im Verbund mit der ersten Tragbetonschicht bewehrte zweite Nutzbetonschicht, deren Festigkeit größer als die der ersten Tragbetonschicht ist, wobei die zweite Nutzbetonschicht eine Schichtdicke von 160–180 mm aufweist, c) eine Hartstoffkornschicht auf der zweiten Nutzbetonschicht, wobei die Hartstoffkornschicht Hartstoff, Zement und gegebenenfalls ein Harz umfasst und wobei die Hartstoffkornschicht eine Schichtdicke von 1 bis 2 mm aufweist, und wobei die Oberfläche der Hartstoffkornschicht um 0,1 bis 0,3 mm abgestrahlt ist, d) eine auf der Hartstoffkornschicht befindliche erste vollflächige Grundierung, welche wenigstens ein Harz umfasst und eine Schichtdicke von 0,3 bis 1,0 mm aufweist, e) eine auf der ersten Grundierung befindliche zweite Grundierung, welche wenigstens ein Harz und einen Hartstoff umfasst und wobei die zweite Grundierung eine Schichtdicke von 1,2 bis 1,7 mm aufweist und nach dem Aushärten abgeschliffen wird.
Bodenkonstruktion nach Anspruch 21, weiterhin umfassend f) einen auf der zweiten Grundierung befindlichen Deckbelag umfassend wenigstens ein Harz, wobei der Deckbelag eine Dicke von 0,2 bis 0,3 mm aufweist.